Ricerche

Il Dr. William Jagust spiega come tau e amiloide-beta, due proteine associate all'Alzheimer, si sviluppano nel cervello che invecchia. (Foto: Stephen McNally/UC Berkeley)
Una nuova ricerca condotta da scienziati della University of California di Berkeley mostra per la prima volta che le scansioni PET possono monitorare le fasi progressive dell'Alzheimer negli adulti cognitivamente normali, un progresso fondamentale nella diagnosi precoce e per determinare le fasi della malattia neurodegenerativa.

Nel lavoro, gli scienziati hanno anche ottenuto importanti indizi circa due proteine legate all'​​Alzheimer (tau e amiloide-beta) e come interagiscono.

I risultati, pubblicati il 2 Marzo sulla rivista Neuron, provengono dalle tomografie ad emissione di positroni (PET) di 53 adulti: 5 giovani adulti da 20 a 26 anni, 33 adulti cognitivamente sani da 64 a 90 anni e 15 pazienti da 53 a 77 anni con diagnosi di probabile Alzheimer.

Le fasi della deposizione di tau sono state stabilite dai ricercatori tedeschi Heiko e Eva Braak attraverso l'analisi post-mortem del cervello di sospetti malati di Alzheimer.

"La determinazione delle fasi fatta dai Braak è stata sviluppata attraverso i dati ottenuti da autopsie, ma il nostro studio è il primo a dimostrare la stadiazione nelle persone che non solo sono vive, ma anche che non hanno segni di deterioramento cognitivo", ha detto il ricercatore principale dello studio Dr. William Jagust, professore della UC Berkeley e dell'Helen Wills Neuroscience Institute e scienziato di facoltà al Lawrence Berkeley National Laboratory. "Questo apre la porta all'uso della PET come strumento diagnostico e per la stadiazione".

Le scansioni PET vengono usate per rilevare i primi segni della malattia, cercando i cambiamenti a livello cellulare in organi e tessuti. I risultati delle scansioni in questo studio hanno corrisposto alle fasi neuropatologiche Braak, che vanno da 1 a 6, descrivendo il grado di accumulo di proteina tau nel cervello.

Con Jagust hanno collaborato Michael Scholl, visiting scholar, e Samuel Lockhart, borsista post-dottorato, entrambi dell'Helen Wills Neuroscience Institute di Berkeley.

Tau contro amiloide

I loro risultati hanno anche messo in luce la natura dei depositi Tau e di proteina amiloide nel cervello mentre invecchia. Per molti anni si è ritenuto che l'accumulo di placche amiloidi-beta fosse il colpevole principale dell'Alzheimer. Negli ultimi dieci anni, tuttavia, la tau, una proteina dei microtubuli, importante nel mantenere la struttura dei neuroni, è emersa come uno dei principali attori. Quando la proteina tau diventa aggrovigliata e contorta, si compromette la sua capacità di supportare le connessioni sinaptiche.

Anche se esiste un certo numero di sintomi che segnalano l'Alzheimer, una diagnosi definitiva è possibile solo attraverso un esame del cervello, dopo che il paziente è morto. La disponibilità di scansioni dell'amiloide negli ultimi dieci anni ha migliorato la situazione, ma rimane tutt'ora misterioso il modo in cui l'Alzheimer si sviluppa partendo dall'amiloide. Studi condotti in autopsie hanno collegato lo sviluppo dei sintomi alla deposizione della proteina tau.

Attraverso le scansioni PET, i ricercatori hanno confermato che, con l'avanzare dell'età, la proteina tau si accumula nel lobo temporale mediale, dove risiede l'ippocampo e il centro della memoria del cervello. "La tau è sostanzialmente presente in quasi tutti i cervelli che invecchiano", ha scritto Scholl, che ha un incarico all'Università di Göteborg in Svezia. "Pochissime persone anziane sono senza tau. Nel nostro caso, sembra che l'accumulo di tau nel lobo temporale mediale sia indipendente dall'amiloide e guidato dall'età".

Lo studio ha rivelato che i livelli più elevati di proteina tau nel lobo temporale mediale sono associati a maggiore declino nella memoria episodica, il tipo di memoria usata per codificare le nuove informazioni. I ricercatori hanno testato la memoria episodica, chiedendo ai soggetti di ricordare una lista di parole viste 20 minuti prima.

Entrambe le proteine sono ​​coinvolte nella demenza

Una domanda ancora senza risposta è perché così tante persone hanno tau nel lobo temporale mediale e però non sviluppano l'Alzheimer. Allo stesso modo, gli adulti possono avere amiloide-beta nel cervello e tuttavia essere cognitivamente sani. "Non è che una sia più importante dell'altra", ha detto Lockhart. "Il nostro studio suggerisce che esse possono agire insieme nella progressione del morbo".

Qui sopra le scansioni PET che tracciano la tau (riga sopra) e l'amiloide-beta (sotto) di due anziani normali e di un paziente con Alzheimer (AD). L'anziano normale a sinistra non ha deposizione di amiloide cerebrale e minima tau nel lobo temporale mediale. Nell'anziano al centro, la deposizione di amiloide è presente in tutto il cervello, e la tau è diffusa nella corteccia temporale. Nel paziente di AD, sia amiloide che tau sono diffuse in tutto il cervello. (Immagine: Michael Schöll)

Anche se i livelli più elevati di tau nel lobo temporale mediale sono legati a problemi della memoria episodica, è quando la tau si diffonde al di fuori di questa regione, verso altre parti del cervello (come la neocorteccia), che i ricercatori vedono il declino più grave della funzione cognitiva globale. E, significativamente, hanno trovato che la diffusione della tau fuori del lobo temporale mediale è collegato alla presenza di placche amiloidi nel cervello.

"L'amiloide potrebbe in qualche modo facilitare la diffusione della tau, o la tau può avviare la deposizione di amiloide. Non lo sappiamo. A questo punto non riusciamo a rispondere", ha detto Jagust. "Tutto quello che posso dire è che quando si inizia a notare l'amiloide, la tau appare in altre parti del cervello, che è il momento in cui iniziano i veri problemi. Pensiamo che quello potrebbe essere l'inizio dell'Alzheimer sintomatico".

Ciò che indica lo studio è che l'imaging della tau potrebbe diventare uno strumento importante per aiutare a sviluppare approcci terapeutici che puntano la proteina corretta (sia essa amiloide o tau) a seconda dello stadio della malattia, hanno detto i ricercatori, che sono stati finanziati dai National Institutes of Health.